Nghiên cứu tổng hợp (z) 9tetradecen 1yl acetane

MỤC LỤC Chương 1 TỔNG QUAN 3 1.1 PHEROMONE 3 1.1.1 Định nghĩa 3 1.1.2 Phân loại 3 1.1.2.2 Nhóm các pheromone có tác dụng xua đuổi 4 1.1.3 Cấu trúc pheromone 4 1.1.4 Mối quan hệ giữa tổng hợp hữu cơ và pheromone 5 1.1.5 Những thành tựu trong lĩnh vực tổng hợp pheromone 5 1.2 SIÊU ÂM 6 1.2.1 Giới thiệu về siêu âm 6 1.2.2 Nguyên tắc hoạt động 7 1.2.3 Hiệu ứng siêu âm đối với những phản ứng hóa học 8 1.2.4 Thiết bị siêu âm trong phòng thí nghiệm 8 1.2.4.1 Bồn siêu âm 8 1.2.4.2 Thanh siêu âm 9 1.2.5 Những ưu điểm của siêu âm trong hóa học 9 1.2.6 Ứng dụng siêu âm trong tổng hợp hữu cơ 10 1.2.7 Ứng dụng của siêu âm trong nhiều lĩnh vực 10 1.3 PHẢN ỨNG WITTIG 10 1.3.1 Cơ chế 10 1.3.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến sự lựa chọn lập thể 12 1.3.2.1 Ảnh hưởng tỷ lệ (E)(Z) trong phản ứng Wittig cổ điển 12 1.3.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ 12 1.3.2.3 Ảnh hưởng của base 13 1.3.2.4 Ảnh hưởng của dung môi 13 1.3.2.5 Ảnh hưởng đến sự biến đổi alkyl của muối phosphonium. 13 1.3.3 Ứng dụng của phản ứng Wittig 14 1.3.3.1 Tổng hợp pheromone của côn trùng 14 1.3.3.2 Tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học dùng trong dược phẩm 14 1.3.4 Hợp chất tertbutoxide kali 16 1.3.4.1 Giới thiệu sơ lược và cách điều chế 16 1.3.4.2 Ứng dụng 17 1.3.4.3 Phản ứng Wittig có sử dụng tertbutoxide kali 19 1.4 CÔN TRÙNG CÓ THÀNH PHẦN PHEROMONE LÀ (Z)9TETRADECEN1YL ACETATE 21 1.5 HỢP CHẤT (Z)9TETRADECEN1YL ACETATE 22 Chương 2 NGHIÊN CỨU 24 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1.1 Nội dung nghiên cứu 24 2.1.2 Phương pháp nghiên cứu 27 2.1.2.1 Qui ước và tính toán 27 2.1.2.2 Tổng hợp 9bromononan1ol 27 2.1.2.3 Tổng hợp 9bromononyl acetate 27 2.1.2.4 Tổng hợp 9acetoxynonyltriphenylphosphonium bromide 28 2.1.2.5 Tổng hợp (Z)9tetradecen1yl acetate 28 2.2.2 Tổng hợp 9bromononyl acetate 34 2.2.4 Tổng hợp (Z)9tetradecen1yl acetate 45 Chương 3 THỰC NGHIỆM 52 3.1 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT THÍ NGHIỆM 52 3.1.1 Thiết bị và dụng cụ 52 3.2.2 Hóa chất 53 3.2 TINH CHẾ MỘT SỐ HÓA CHẤT 54 3.3 TỔNG HỢP CÁC CHẤT 55 3.3.1 Tổng hợp 9bromononan1ol 55 3.3.2 Tổng hợp 9bromononyl acetate 56 3.3.3 Tổng hợp 9acetoxynonyltriphenylphosphonium bromide 56 3.3.4 Tổng hợp (Z)9tetradecen1yl acetate 57 KẾT LUẬN 59 KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC

xiii LỜI CẢM ƠN  Đầu tiên tôi xin chân thành biết ơn GS.TSKH Nguyễn Công Hào, người thầy luôn gắn bó với khoa học, trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu thực hiện đề tài này. Thầy đã tận tình truyền đạt những tri thức khoa học uyên bác, đồng thời đã luôn động viên và an ủi tôi để vượt qua những khó khăn trở ngại trong suốt thời gian làm đề tài này, những tình cảm cao quý đó của Thầy sẽ luôn luôn là động lực mạnh mẽ giúp cho tôi có một hành trang vững chắc trên con đường học tập nghiên cứu về sau này. Các thầy, cô của Viện Công Nghệ Hóa Học và Trường Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt khóa học cũng như đã tận tâm giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích cho tôi trong suốt thời gian học tập, thực hiện luận văn. TS. Đặng Chí Hiền – Phòng Công Nghệ Hóa Dược, Viện Công Nghệ Hóa Học - Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt để tôi hoàn thành luận văn. Các anh, chị của Viện Công Nghệ Hóa Học–Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam đã giúp đỡ, hướng dẫn và đóng góp cho tôi nhiều ý kiến thiết thực. Tất cả các anh, chị em lớp Cao học Hóa Khóa 16-Trường Đại học Cần Thơ đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như làm luận văn. Cha mẹ, anh chị em đã luôn bên cạnh hỗ trợ tôi cả về vật chất lẫn tinh thần trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Chân thành cảm ơn! HUỲNH VĂN TƯ xiii MỤC LỤC Chương 1 LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC x TỔNG QUAN 2 1.1 PHEROMONE 3 1.1.1 Định nghĩa2,7,12 3 1.1.2 Phân loại2,7 3 1.1.2.2 Nhóm các pheromone có tác dụng xua đuổi 3 1.1.3 Cấu trúc pheromone13,14,16,18,19 4 1.1.4 Mối quan hệ giữa tổng hợp hữu cơ và pheromone 4 1.1.5 Những thành tựu trong lĩnh vực tổng hợp pheromone 5 1.2 SIÊU ÂM6,12 6 1.2.1 Giới thiệu về siêu âm 6 1.2.2 Nguyên tắc hoạt động 7 1.2.3 Hiệu ứng siêu âm đối với những phản ứng hóa học 7 1.2.4 Thiết bị siêu âm trong phòng thí nghiệm 8 1.2.4.1 Bồn siêu âm 8 1.2.4.2 Thanh siêu âm 8 xiii 1.2.5 Những ưu điểm của siêu âm trong hóa học 9 1.2.6 Ứng dụng siêu âm trong tổng hợp hữu cơ6 9 1.2.7 Ứng dụng của siêu âm trong nhiều lĩnh vực 9 1.3 PHẢN ỨNG WITTIG 10 1.3.1 Cơ chế27,28,29,30,31,32 10 1.3.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến sự lựa chọn lập thể 11 1.3.2.1 Ảnh hưởng tỷ lệ (E)/(Z) trong phản ứng Wittig cổ điển 11 1.3.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ 12 1.3.2.3 Ảnh hưởng của base 12 1.3.2.4 Ảnh hưởng của dung môi 12 1.3.2.5 Ảnh hưởng đến sự biến đổi alkyl của muối phosphonium 12 1.3.3 Ứng dụng của phản ứng Wittig 13 1.3.3.1 Tổng hợp pheromone của côn trùng 13 1.3.3.2 Tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học dùng trong dược phẩm 13 1.3.4 Hợp chất tert-butoxide kali 16 1.3.4.1 Giới thiệu sơ lược và cách điều chế48 16 1.3.4.2 Ứng dụng26 16 1.3.4.3 Phản ứng Wittig có sử dụng tert-butoxide kali 17 1.4 CÔN TRÙNG CÓ THÀNH PHẦN PHEROMONE LÀ (Z)-9-TETRADECEN- 1-YL ACETATE 19 1.5 HỢP CHẤT (Z)-9-TETRADECEN-1-YL ACETATE 20 NGHIÊN CỨU 22 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1.1 Nội dung nghiên cứu 22 2.1.2 Phương pháp nghiên cứu 25 2.1.2.1 Qui ước và tính toán 25 xiii 2.1.2.2 Tổng hợp 9-bromononan-1-ol 26 2.1.2.3 Tổng hợp 9-bromononyl acetate 26 2.1.2.4 Tổng hợp 9-acetoxynonyltriphenylphosphonium bromide 26 2.1.2.5 Tổng hợp (Z)-9-tetradecen-1-yl acetate 26 2.2.2 Tổng hợp 9-bromononyl acetate 32 2.2.4 Tổng hợp (Z)-9-tetradecen-1-yl acetate 42 THỰC NGHIỆM 50 3.1 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT THÍ NGHIỆM 50 3.1.1 Thiết bị và dụng cụ 50 3.2.2 Hóa chất 51 3.2 TINH CHẾ MỘT SỐ HÓA CHẤT 52 3.3 TỔNG HỢP CÁC CHẤT 53 3.3.1 Tổng hợp 9-bromononan-1-ol 53 3.3.2 Tổng hợp 9-bromononyl acetate 54 3.3.3 Tổng hợp 9-acetoxynonyltriphenylphosphonium bromide 54 3.3.4 Tổng hợp (Z)-9-tetradecen-1-yl acetate 55 KẾT LUẬN 57 KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC xiii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT  Từ viết tắt Từ viết đầy đủ Ac 2 O Anhydride acetic 13 C-NMR Carbon (13) Nuclear Magnetic Resonance 1 H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance AcOH Acetic acid CDCl 3 Deuterated chloroform cm -1 Wave number DCM Dichloromethane d Doublet (NMR) DEPT Distortionless Enhancement by Polarization Transfer DME Dimethoxyethane DMF N,N-dimethylformamide DMP 2,2-Dimethoxypropane Et 2 O Diethyl ether Et 3 N Triethylamine EtOAc Ethyl acetate EtOH Ethanol GC Gas chromatography xiii GC-MS Gas chromatography-mass spectrometry HMPA Hexamethylphosphoramide Hz Hertz IR Infrared J Scalar coupling constant KHz Kilohertz LDA Lithium diethylamide LiAlH 4 Lithium aluminium hydride LiB(C 2 H 5 ) 3 H Lithium triethylborohydride m Multiplet (NMR) Me Methyl Me 2 CuLi Lithium dimethylcopper MeCOCH 2 CO 2 Et Ethyl acetoacetate MeLi Methyl lithium MeOH Methanol Mg Magnesium MHz Megahertz MVK Methyl vinyl ketone NaBH 4 Sodium borohydride n-BuLi n-butyllithium NMR Nuclear Magnetic Resonance Pb(OAc) 4 Lead(IV) acetate PCC Pyridinium chlorochromate PDC Pyridinium dichromate PE Petroleum ether ppm Parts per million xiii PtO 2 Platinum oxide p-TsCl p-Toluene sulfonyl chloride Py Pyridine q Quartet (NMR) R f Retention factor RMgX Alkyl magnesium halide s Singlet (NMR) t Triplet (NMR) THF Tetrahydrofurane THP Tetrahydropyran-2-yl TLC Thin Layer Chromatography δ Chemical shift DANH MỤC CÁC BẢNG  Bảng 1 Khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất phản ứng tổng hợp 9-bromononan-1-ol 29 Bảng 2 Dữ liệu phổ 1 H NMR của 9-bromononan-1-ol 33 Bảng 3 Dữ liệu phổ 13 C NMR của 9-bromononan-1-ol 33 Bảng 4 Khảo sát ảnh hưởng của công suất đến hiệu suất phản ứng tổng hợp 9-bromononyl acetate bằng phương pháp vi sóng 35 Bảng 5 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phản ứng tổng hợp 9-bromononyl acetate bằng phương pháp vi sóng 36 Bảng 6 Dữ liệu phổ 1 H NMR của 9-bromononyl acetate 38 Bảng 7 Dữ liệu phổ 13 C NMR của 9-bromononyl acetate 39 xiii Bảng 8 Dữ liệu phổ 1 H NMR của 9-acetoxynonyltriphenylphosphonium bromide 41 Bảng 9 Dữ liệu phổ 13 C NMR của 9-acetoxynonyltriphenylphosphonium bromide 43 Bảng 10 Khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất phản ứng tổng hợp 9-acetoxynonyltriphenylphosphonium bromide 44 Bảng 11 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng Wittig trong giai đoạn ghép ylide và pentanal 48 Bảng 12 Dữ liệu phổ 1 H NMR của (Z)-9-tetradecen-1-yl acetate 50 Bảng 13 Dữ liệu phổ 13 C NMR của (Z)-9-tetradecen-1-yl acetate 51 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ  Sơ đồ 1 Tổng hợp (Z)-9-tetradecen-1-yl acetate từ aleuritic acid 22 Sơ đồ 2 Tổng hợp (Z)-9-tetradecen-1-yl acetate từ oleic acid 23 Sơ đồ 3 Phân tích tổng hợp ngược (retrosynthesis) của (Z)-9-tetradecen-1-yl acetate 25 Sơ đồ 4 Tổng hợp (Z)-9-tetradecen-1-yl acetate từ nonan-1,9-diol và pentanal 25 xiii DANH MỤC CÁC HÌNH  Hình 1 Quá trình phát triển của bọt trong siêu âm 7 Hình 2 Bồn siêu âm và thanh siêu âm dùng trong tổng hợp pheromone 9 Hình 3 Một số loài sâu tiêu biểu ở Việt Nam 21 Hình 4 Phản ứng kết thúc trong tổng hợp 9-bromononan-1-ol bằng hệ thống hoàn lưu Dean-Stark tube 29 Hình 5 Sản phẩm và TLC của 9-bromononan-1-ol 29 Hình 6 TLC của 9-bromononyl acetate 34 Hình 7 Phản ứng điều chế và TLC của 9-acetoxynonyltriphenylphosphonium bromide 40 Hình 8 Tổng hợp (Z)-9-tetradecen-1-yl acetate 45 Hình 9 TLC của (Z)-9-tetradecen-1-yl acetate 47 xiii DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC  PHỤ LỤC 1 CÁC PHỔ CỦA 9-BROMONONAN-1-OL Phụ lục 1.1 Phổ GC PL1 Phụ lục 1.2 Phổ IR PL2 Phụ lục 1.3 Phổ 1 H NMR PL3 Phụ lục 1.4 Phổ 1 H NMR dãn rộng PL4 Phụ lục 1.5 Phổ 13 C NMR PL5 Phụ lục 1.6 Phổ 13 C NMR dãn rộng PL6 PHỤ LỤC 2 CÁC PHỔ CỦA 9-BROMONONAN-1-YL ACETATE Phụ lục 2.1 Phổ GC PL7 Phụ lục 2.2 Phổ IR PL8 Phụ lục 2.3 Phổ 1 H NMR PL9 Phụ lục 2.4 Phổ 1 H NMR dãn rộng PL10 Phụ lục 2.5 Phổ 13 C NMR PL11 Phụ lục 2.6 Phổ 13 C NMR dãn rộng PL12 PHỤ LỤC 3 CÁC PHỔ CỦA [...]... 1.5 HỢP CHẤT (Z)- 9-TETRADECEN-1-YL ACETATE Hợp chất (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate là một hợp chất ester 16C, có nối đôi ở vị trí C9 với cấu hình cis Theo nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy (Z)- 9-tetradecen1-yl acetate có trong thành phần pheromone của nhiều loại côn trùng, đặc biệt là côn trùng thuộc bộ Cánh vảy Ở nước ngoài A S Subbaraman, S Mithran và V R Mamdapur (1998) tổng hợp (Z)- 9tetradecen- 1-yl... thành hợp chất alkenyl-ester (6) là (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate  HUỲNH VĂN TƯ 21 Sơ đồ 2 Tổng hợp (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate từ oleic acid Tác chất: a) H2O2, HCOOH/H2O, NaOH/HCl; b) MeOH/PTSA; c) NaIO4/CH3CNCH2Cl2-H2O; d) n-C5H11PPh3Br/NaH/DMSO; e) LiAlH4/THF; f) Ac2O/Py Chương 2 NGHIÊN CỨU - - 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.1 Nội dung nghiên cứu - Với ưu thế về độ chọn... nhiều trong tự nhiên Để giảm khả năng sinh sản của chúng, người ta đã cô lập một hỗn hợp gồm bốn thành phần (Z)- 7-dodecen-1-yl acetate (1), (Z)- 8-tridecen-1-yl acetate (2), (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate (3) và (Z)- 10pentadecen-1-yl acetate (4) và trộn theo tỉ lệ 4:8:4:1 để làm bẫy sâu gây hại Việc nghiên cứu sử dụng chế phẩm có hoạt tính sinh học thân thiện với môi trường để thay thế thuốc trừ sâu độc... kết quả tỉ lệ sản phẩm đồng phần (Z)/ (E) tạo thành ứng với các loại tác nhân base, dung môi phản ứng khác nhau Sâu đục thân Sâu đục thân mình Scirpophaga incertulas hồng Sesamia inferens 1.4 CÔN TRÙNG CÓ THÀNH PHẦN PHEROMONE LÀ (Z)- 9-TETRADECEN-1-YL ACETATE Dưới đây là một số loại sâu tiêu biểu ở Việt Nam mà thành phần pheromone có chứa (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate Sâu... tựu nghiên cứu về pheromone trong những năm gần đây, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: Nghiên cứu tổng hợp (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate” Hợp chất 16 carbon, có nối đôi ở vị trí C 9, là thành phần pheromone của nhiều loại sâu gây hại chủ yếu ở Việt Nam như sâu xám, sâu tơ, sâu xanh, sâu đục thân mình hồng, sâu đục thân bướm 2 chấm, sâu đục thân 5 vạch đầu nâu, sâu cắn gié Mục tiêu của đề tài Nghiên. .. không đồng nhất Tỷ lệ (Z): (E) = 85:15, nếu lượng n-BuLi được sử dụng tạo ylide ít hơn muối Nếu sử dụng lượng thừa n-BuLi thì hiệu quả chọn lọc (Z): (E) là 60:40 1.3.2.4 Ảnh hưởng của dung môi Tỷ lệ (Z)/ (E) của sản phẩm Wittig phụ thuộc vào tính phân cực của dung môi Các dung môi như THF, 1,2-dimethoxylethane, ethylether, methyl tert-butyl ether là những dung môi chọn lọc với cấu hình (Z), trong khi các... Nghiên cứu tổng hợp (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate dùng làm mồi nhử để bẫy sâu đục thân lúa, góp phần ứng dụng vào công tác kiểm soát dịch hại mà không gây ô nhiễm môi sinh, tạo nên một nền nông nghiệp xanh Nội dung đề tài Tổng hợp (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate từ những nguyên liệu khó tìm trong điều kiện của Việt Nam như nonan-1,9-diol Phản ứng chìa khóa của con đường tổng hợp (Z)- 9-tetradecen-1-yl... hình thức nó là một sự tập hợp, nhưng nội dung là những kích thích làm tăng việc chuẩn bị giao phối” Pheromone tình dục được đặc biệt nghiên cứu mạnh mẽ không chỉ xác định bản chất sinh học của chúng mà còn đi sâu nghiên cứu cơ chế tác dụng sinh lý của chúng cũng như nghiên cứu cách tổng hợp chúng để đưa ra ứng dụng Pheromone đánh dấu đường đi hay địa điểm: “Pheromone này cũng thuộc vào nhóm các chất... ứng với aldehide để tạo thành (Z)- alkene là sản phẩm chính mà trong đó tỷ lệ (Z)/ (E) có thể kiểm soát được về  HUỲNH VĂN TƯ 11 mặt động học Phosphonium ylide mà nhóm R1 là nhóm rút điện tử được gọi là ylide ổn định với nhóm thế mạnh như COOMe, -CN hay SO 2Ph trên carbon ylide Những ylide này phản ứng với aldehide thường tạo (E)-alkene là sản phẩm chính Tỷ lệ đồng phân (E) /(Z) phụ thuộc vào hóa học lập... hiệu suất toàn phần 25,82%  HUỲNH VĂN TƯ 20 Sơ đồ 1 Tổng hợp (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate từ aleuritic acid Tác chất: a) MeOH/BF3-Et2O; b) NaIO4/CH3CN-H2O; c) PPh3/toluene; d) dimsyl anion/DMSO; e) LAH/ether; f) Ac2O/Py Ở Việt Nam, các kết quả nghiên cứu của GS.TSKH Nguyễn Công Hào và cộng sự đã tổng hợp thành công nhiều pheromone có cấu hình (Z), (E) bằng phản ứng Wittig trong đó có tổng hợp pheromone . PHẦN PHEROMONE LÀ (Z)- 9-TETRADECEN- 1-YL ACETATE 19 1.5 HỢP CHẤT (Z)- 9-TETRADECEN-1-YL ACETATE 20 NGHIÊN CỨU 22 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1.1 Nội dung nghiên cứu 22 2.1.2. ta đã cô lập một hỗn hợp gồm bốn thành phần (Z)- 7-dodecen-1-yl acetate (1), (Z)- 8-tridecen-1-yl acetate (2), (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate (3) và (Z)- 10- pentadecen-1-yl acetate (4) và trộn theo. 22 Sơ đồ 2 Tổng hợp (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate từ oleic acid 23 Sơ đồ 3 Phân tích tổng hợp ngược (retrosynthesis) của (Z)- 9-tetradecen-1-yl acetate 25 Sơ đồ 4 Tổng hợp (Z)- 9-tetradecen-1-yl